冷却设备的制作方法

冷却设备的制作方法
【专利摘要】一种冷却设备，该冷却设备冷却充电器（71），该充电器用于在接收来自电源的电力供应时对蓄电池（72）充电，该冷却设备包括：压缩机（12），其使制冷剂循环；热交换器（14）和热交换器（15），其进行制冷剂和外部空气之间的热交换；膨胀阀（16），其降低制冷剂的压力；热交换器（18），其进行制冷剂和空调空气之间的热交换；冷却单元（70），其设置在制冷剂在热交换器（15）和膨胀阀（16）之间流动的路径上，以使用制冷剂冷却充电器（71）；制冷剂通路（22），制冷剂通过该制冷剂通路在压缩机（12）和热交换器（14）之间流动；制冷剂通路（26），制冷剂通过该制冷剂通路在冷却单元（70）和膨胀阀（16）之间流动；和连接通路（52），其将制冷剂通路（22）和制冷剂通路（26）连接。
【专利说明】冷却设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冷却设备，并且更加具体地涉及一种使用蒸汽压缩致冷循环冷却对蓄电池充电的充电器的冷却设备。
【背景技术】
[0002]近年来，作为环境问题的对策，使用来自马达的驱动力行驶的混合动力车辆(HV)、燃料电池车辆、电动汽车等已经受到关注。在这种类型的车辆中，电气装置诸如马达、发电机、换流器、转换器和电池在电力转移期间产生热量。因此有必要冷却这些电气装置。因此，已经提出了使用作为车辆空调设备采用的蒸汽压缩致冷循环对发热体进行冷却的技术。
[0003]例如，日本专利申请公报N0.2005-90862 (JP2005-90862A)公开了一种冷却系统，在该冷却系统中，用于冷却发热体的发热体冷却装置被设置在旁通通路中，该旁通通路绕过空调致冷循环的减压器、蒸发器和压缩机。
[0004]附带说一句，当使用蒸汽压缩致冷循环执行加热操作时，由于在外部热交换器上结霜，热交换容量降低。响应于该问题，日本专利申请公报N0.6-24235 (JP6-24235A)提出一项用于防止在外部热交换器上结霜的技术，这是通过组合使用热量存储系统的空调与使用蒸汽压缩致冷循环的空调实现的，从而在加热操作期间，由外部热交换器产生的暖空气被供应到蒸汽压缩致冷循环的外部热交换器。
[0005]同时，已经在相关技术中提出了用于冷却安装在车辆中的充电器的各项技术。例如，日本专利申请公报N0.2010-81704 (JP2010-81704A)公开了一项技术，在该项技术中，循环通路被形成为将充电器连接到散热器并且使冷却水在充电器和散热器之间循环，通过驱动冷却风扇以将空气传输到散热器，热量被有效地从流过散热器的冷却水排出，通过驱动泵使得通过散热器排出热量的冷却水流动到充电器，并且在充电器和冷却水之间进行热交换从而充电器被冷却。
[0006]日本专利申请公报N0.4-275492 (JP4-275492A)公开了一种冷却设备，在该冷却设备中，通过整流来自电源的电力而对电池充电的充电器设置在电动汽车中，形成冷却剂循环路径的管道被铺设成通过充电器，并且使用冷却剂泵使得冷却剂通过冷却剂循环路径循环。
[0007]日本专利申请公报N0.2009-143509( JP2009-143509A)公开了一项技术，在该项技术中，在充电期间产生热量的电池被布置成使得在电池和冷却空气之间发生热交换，由此在充电期间产生的一定量的热量被辐射到冷却空气从而对电池进行冷却。JP2009-143509A还公开了一项技术，在该项技术中，被来自电池的废热加热的暖空气通过设置在热泵中的热交换器，以便在蒸发过程期间使用，使得在暖空气中包括的一定量的热量作为用于热量循环的蒸发过程的热源被回收。
[0008]当在寒冷天气期间或者在寒冷地点中使用采用蒸汽压缩致冷循环的空调设备时，发生在加热操作期间在外部热交换器上结霜的问题。当在外部热交换器上结霜时，在制冷剂和大气之间的热交换被削弱，并且因此通过以强制方式实现冷却操作从而除霜来执行除霜操作。在除霜操作期间，即使不需要加热操作，也应该致动压缩机，并且因此压缩机的功耗增加。JP6-24235A公开了一项通过防止在外部热交换器上结霜来避免除霜操作的技术，但是在该情形中，需要将暖空气供应到外部热交换器的系统，并且因此由于需要操作泵，设备构造变得复杂并且功耗的增加发生。

【发明内容】

[0009]对上述问题加以考虑地设计出本发明，并且本发明提供了一种冷却设备，该冷却设备使用蒸汽压缩致冷循环冷却用于对蓄电池充电的充电器，其中能够抑制在热交换器上结霜而不增加构造的复杂度和功耗。
[0010]为此目的,本发明的一个方面提供一种冷却设备，该冷却设备冷却充电器，该充电器用于在接收来自电源的电力供应时对蓄电池充电，该冷却设备包括:压缩机，该压缩机使制冷剂循环；第一热交换器和第二热交换器，该第一热交换器和第二热交换器进行在制冷剂和外部空气之间的热交换；减压器，该减压器降低制冷剂的压力；第三热交换器，该第三热交换器进行在制冷剂和空调空气之间的热交换；冷却单元，该冷却单元设置在制冷剂在第二热交换器和减压器之间流动的路径上，以便使用制冷剂冷却充电器；第一通路，制冷剂通过该第一通路在压缩机和第一热交换器之间流动；第二通路，制冷剂通过该第二通路在冷却单元和减压器之间流动；和连接通路，该连接通路将第一通路和第二通路连接。
[0011]上述冷却设备可以进一步包括切换阀，该切换阀切换第一通路和连接通路之间的连通状态。
[0012]上述冷却设备可以进一步包括另一个冷却单元，所述另一个冷却单元设置在制冷剂在第一热交换器和第二热交换器之间流动的路径上，以便使用制冷剂冷却发热源。该冷却设备可以进一步包括在第一热交换器和第二热交换器之间并联连接的第三通路和第四通路，其中该另一个冷却单元设置在第四通路中。该冷却设备可以进一步包括制冷剂截流阀，该制冷剂截流阀切断制冷剂通过第四通路的流动。
[0013]上述冷却设备可以进一步包括流量控制阀，该流量控制阀调节流过第三通路的制冷剂的流量。该冷却设备可以进一步包括四通阀，该四通阀在从压缩机到第一热交换器的制冷剂流动和从压缩机到第三热交换器的制冷剂流动之间切换。进而，在上述冷却设备中，切换阀可以是三通阀，该三通阀设置在第一通路上的中途处，以便切换如下三个通路的相应的连通状态，即:在第一通路中的在切换阀和四通阀之间的通路；在第一通路中的在切换阀和第一热交换器之间的通路；以及连接通路。
[0014]利用上述根据本发明的冷却设备，能够抑制在热交换器上结霜而不增加构造的复杂度和功耗。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]将参考附图在本发明的示例性实施例的以下详细说明中描述本发明的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的附图标记表示类似的元件，并且其中:
[0016]图1是示出根据本发明的实施例的冷却设备的构造并且示出在冷却操作期间制冷剂的流动的概略图表；
[0017]图2是示出在图1所示蒸汽压缩致冷循环的冷却操作期间制冷剂的状态的莫里尔图；
[0018]图3是示出在图1所示四通阀已经被切换的状态中的冷却设备，并且示出在加热操作期间制冷剂的流动的概略图表；
[0019]图4是示出在蒸汽压缩致冷循环的加热操作期间制冷剂的状态的莫里尔图；并且
[0020]图5是示出当蒸汽压缩致冷循环停止时用于冷却充电器的制冷剂的流动的概略图表。
【具体实施方式】
[0021]将在下面基于附图描述本发明的实施例。注意在以下附图中，相同或者相应的部分已经被赋予相同的附图标记，并且不对其进行重复说明。
[0022]图1是示出根据一个实施例的冷却设备的构造的概略图表。如在图1中所示，冷却设备I包括蒸汽压缩致冷循环10。蒸汽压缩致冷循环10安装在车辆中，以便例如冷却和加热车辆的车辆内部。当例如用于执行冷却的开关打开或者用于自动地将车辆的客厢中的温度调节到设定温度的自动控制模式已经被选择并且客厢中的温度高于设定温度时，使用蒸汽压缩致冷循环10进行冷却。当例如用于执行加热的开关打开或者自动控制模式已经被选择并且客厢中的温度低于设定温度时，使用蒸汽压缩致冷循环10进行加热。
[0023]蒸汽压缩致冷循环10包括压缩机12、用作第一热交换器的热交换器14、用作第二交换器的热交换器15、用作减压器的一个实例的膨胀阀16和用作第三热交换器的热交换器18。蒸汽压缩致冷循环10还包括四通阀13。四通阀13被设置成能够在从压缩机12朝向热交换器14行进的制冷剂流动和从压缩机12朝向热交换器18行进的制冷剂流动之间切换。
[0024]使用安装在车辆中的马达或者发动机作为动力源对压缩机12进行操作，以将制冷剂气体绝热地压缩成过热制冷剂气体。压缩机12抽吸并且压缩当蒸汽压缩致冷循环10被操作时流动的气相制冷剂，并且排出高温、高压气相制冷剂。通过排出制冷剂，压缩机12使制冷剂通过蒸汽压缩致冷循环10循环。
[0025]热交换器14、15、18分别包括:制冷剂流过的管子；和鳍片，该鳍片进行流过管子的制冷剂和在热交换器14、15、18的周边上的空气之间的热交换。热交换器14、15、18进行在制冷剂和由随着车辆行驶而产生的自然风供应的空气流或者和由风扇供应的空气流之间的热交换。热交换器14、15、18被串联连接，使得在冷却操作和加热操作这两者期间流过蒸汽压缩致冷循环10的全部的制冷剂均通过热交换器14、15、18。
[0026]膨胀阀16通过经由小孔喷射液相制冷剂而使高压液相制冷剂膨胀。结果，高压液相制冷剂被改变成低温、低压薄雾形式的制冷剂。膨胀阀16减小被冷凝的制冷剂液体的压力以产生处于气液混合状态的湿蒸汽。注意用于减小制冷剂液体的压力的减压器不限于执行节流膨胀的膨胀阀16，而是还可以是毛细管。
[0027]蒸汽压缩致冷循环10进一步包括制冷剂通路21到29。通过使用制冷剂通路21到29将压缩机12、热交换器14和热交换器15、膨胀阀16和热交换器18相互连接而形成蒸汽压缩致冷循环10。
[0028]制冷剂通路21将压缩机12与四通阀13连接。制冷剂通过制冷剂通路21从压缩机12流动到四通阀13。制冷剂通路22将四通阀13与热交换器14连接。制冷剂通过制冷剂通路22从四通阀13和热交换器14之一流动到另一个。制冷剂通路23将热交换器14与热交换器15连接。制冷剂通过制冷剂通路23从热交换器14和热交换器15之一流动到
另一个。
[0029]制冷剂通路23包括形成制冷剂通路23的一部分的通路形成部分23a。制冷剂通路24是与通路形成部分23a并联设置的制冷剂路径。将在下面描述的冷却单元30被设置在制冷剂通路24上。流过制冷剂通路24的制冷剂被供应到冷却单元30以冷却将在下面描述的发热源。
[0030]制冷剂通路25将热交换器15与冷却单元70连接。制冷剂通过制冷剂通路25从热交换器15和冷却单元70之一流动到另一个。制冷剂通路26将冷却单元70与膨胀阀16连接。制冷剂通过制冷剂通路26从冷却单元70和膨胀阀16之一流动到另一个。
[0031]制冷剂通路27将膨胀阀16与热交换器18连接。制冷剂通过制冷剂通路27从膨胀阀16和热交换器18之一流动到另一个。制冷剂通路28将热交换器18与四通阀13连接。制冷剂通过制冷剂通路28从热交换器18和四通阀13之一流动到另一个。制冷剂通路29将四通阀13与压缩机12连接。制冷剂通过制冷剂通路29从四通阀13流动到压缩机12。
[0032]注意，例如，二氧化碳、碳氢化合物诸如丙烷或者异丁烷、氨、水等可以被用作蒸汽压缩致冷循环10的制冷剂。
[0033]冷却单元70设置在制冷剂在热交换器15和膨胀阀16之间流动的路径上。冷却单元70包括充电器71和冷却通路74，该冷却通路74由制冷剂流过的管道构成。冷却通路74的一个端部被连接到制冷剂通路25，而冷却通路74的另一个端部被连接到制冷剂通路26。
[0034]充电器71经由电线73被电连接到可充电/可放电蓄电池72。充电器71包括功率转换开关元件，以便将从外部电源供应的电力转换成预定充电电压(直流电)。经历充电器71的功率转换的电力被供应到蓄电池72，并且蓄电池72由此被充电。
[0035]流动到冷却单元70从而通过冷却通路74的制冷剂通过从充电器71吸收热量来冷却充电器71。冷却单元70被构造成使得能够进行充电器71和冷却通路74中的制冷剂之间的热交换。在该实施例中，冷却单元70包括冷却通路74，冷却通路74被形成为使得其外周边表面直接地接触例如充电器71的外壳。冷却通路74包括与充电器71的外壳相邻的部分。在该部分中，能够进行流过冷却通路74的制冷剂和充电器71之间的热交换。
[0036]充电器71通过被直接连接到冷却通路74的外周边表面而被冷却，该冷却通路74形成制冷剂路径的在蒸汽压缩致冷循环10的热交换器15和膨胀阀16之间的一部分。因为充电器71被设置在冷却通路74的外部上，所以充电器71并不与流过冷却通路74的内部的制冷剂流动干涉。相应地，在蒸汽压缩致冷循环10中的压力损失并不增加，并且因此在不增加压缩机12的功率时，充电器71能够被冷却。
[0037]可替代地，冷却单元70可以包括任意的常规热管道，该热管道介于充电器71和冷却通路74之间。在该情形中，充电器71经由热管道而被连接到冷却通路74的外周边表面，并且由于热量经由热管道从充电器71被传递到冷却通路74而被冷却。通过设定充电器71作为热管道加热部分并且设定冷却通路74作为热管道冷却部分，在冷却通路74和充电器71之间的热传递效率能够提高，从而导致冷却充电器71的效率的提高。例如，可以使用毛细作用加热管道。
[0038]通过使用热管道，热量能够被可靠地从充电器71传递到冷却通路74，并且因此充电器71和冷却通路74可以相互远离，由此消除以复杂的布置设置冷却通路74以确保冷却通路74接触充电器71的需要。结果，充电器71的安置自由度能够提高。
[0039]在热交换器14和热交换器15之间的制冷剂路径包括被并联连接的、用作第三通路的通路形成部分23a和用作第四通路的制冷剂通路24。作为不同于冷却充电器71的冷却单元70的另一个冷却单元，冷却单元30被设置在制冷剂通路24上。通过设置冷却单元30，制冷剂通路24被划分成在冷却单元30的热交换器14侧上的制冷剂通路24a和在冷却单元30的热交换器15侧上的制冷剂通路24b。冷却单元30包括:混合动力车辆(HV)装置31，该混合动力车辆(HV)装置31是安装在车辆中的电气装置；和冷却通路32，该冷却通路32是制冷剂流过的管道。HV装置31用作发热源的一个实例。冷却通路32的一个端部被连接到制冷剂通路24a。冷却通路32的另一个端部被连接到制冷剂通路24b。
[0040]HV装置31包括在电力转移期间产生热量的电气装置。电气装置包括例如将直流电电力转换成交流电电力的换流器、用作旋转电机的马达/发电机、用作存储装置的电池、升高电池的电压的转换器、降低电池的电压的直流电/直流电(DC/DC)转换器等中的至少一个。电池是二次电池诸如锂离子电池或者镍氢电池。可以替代电池地使用电容器。
[0041]冷却设备I包括并不通过冷却单元30的、作为在热交换器14和热交换器15之间的制冷剂路径的通路形成部分23a。冷却设备I还包括作为与通路形成部分23a并联地设置的另一个制冷剂路径的制冷剂通路24。冷却单元30设置在制冷剂通路24中。在热交换器14和热交换器15之间的制冷剂路径分叉，使得制冷剂的一部分流动到冷却单元30。
[0042]制冷剂经由冷却通路32流过制冷剂通路24。在流过冷却通路32时，制冷剂通过从HV装置31吸收热量来冷却HV装置31。冷却单元30被构造成使得能够进行HV装置31和冷却通路32中的制冷剂之间的热交换。在该实施例中，冷却单元30包括冷却通路32，冷却通路32被形成为使得其外周边表面直接接触例如HV装置31的外壳。冷却通路32包括邻近于HV装置31的外壳的部分。在这个部分中，能够进行流过冷却通路32的制冷剂和HV装置31之间的热交换。
[0043]HV装置31通过被直接连接到冷却通路32的外周边表面而被冷却，该冷却通路32形成从蒸汽压缩致冷循环10的热交换器14延伸到膨胀阀16的制冷剂路径的一部分。因为HV装置31被设置在冷却通路32的外部上，所以HV装置31并不与流过冷却通路32的内部的制冷剂流动干涉。相应地，在蒸汽压缩致冷循环10中的压力损失并不增加，并且因此HV装置31能够被冷却而不增加压缩机12的功率。可替代地，冷却单元30可以包括任意的常规热管道，该热管道以与用于冷却充电器71的冷却单元70相同的方式介于HV装置31和冷却通路32之间。
[0044]用作通过冷却单元30的制冷剂路径的制冷剂通路24和用作不通过冷却单元30的路径的通路形成部分23a被并联地设置在热交换器14和热交换器15之间。因此，在热交换器14和热交换器15之间流动的制冷剂的仅一部分流动到冷却单元30中。使用于冷却在冷却单元30中的HV装置31所需要的量的制冷剂流动到制冷剂通路24，使得HV装置31被适当地冷却。结果，能够防止HV装置31的过冷却。因为并非全部的制冷剂流动到冷却单元30，所以能够减小在通过制冷剂通路24和冷却通路32的制冷剂流中的压力损失，并且结果，能够减小操作压缩机12以便使制冷剂循环所需要的电力的量。
[0045]冷却设备I还包括流量控制阀51。流量控制阀51被设置在通路形成部分23a中。通过改变流量控制阀51的阀门开度，流过通路形成部分23a的制冷剂的压力损失增加或者减小，并且结果，流量控制阀51如所期那样调节流过通路形成部分23a的制冷剂的流量以及流过制冷剂通路24和冷却通路32的制冷剂的流量。
[0046]例如，当流量控制阀51完全关闭使得其阀门开度被设定为0%时，在热交换器14和热交换器15之间流动的全部的制冷剂流动到制冷剂通路24和冷却通路32中。当流量控制阀51的阀门开度增加时，在热交换器14和热交换器15之间流动的制冷剂中的、流过通路形成部分23a的制冷剂的流量增加，而流过制冷剂通路24和冷却通路32以便冷却HV装置31的制冷剂的流量降低。当流量控制阀51的阀门开度减小时，在热交换器14和热交换器15之间流动的制冷剂中的、流过通路形成部分23a的制冷剂的流量降低，而流过制冷剂通路24和冷却通路32以便冷却HV装置31的制冷剂的流量增加。
[0047]当流量控制阀51的阀门开度增加时，冷却HV装置31的制冷剂的流量降低，从而导致冷却HV装置31的能力降低。当流量控制阀51的阀门开度减小时，冷却HV装置31的制冷剂的流量增加，从而导致冷却HV装置31的能力提高。通过使用流量控制阀51，流动到冷却单元30的制冷剂的量能够被调节为最佳量，并且因此能够可靠地防止HV装置31的过冷却。而且，能够可靠地减小在通过制冷剂通路24和冷却通路32的制冷剂流中的压力损失和使制冷剂循环所需要的压缩机12的功耗。
[0048]热交换器18被设置在空气流过的管40的内侧。通过进行制冷剂和空调空气之间的热交换，热交换器18调节流过管40的空调空气的温度。管40包括:管入口 41，该管入口41是空调空气流动到管40中的入口 ；和管出口 42，该管出口 42是空调空气流出管40的出口。风扇43在管入口 41附近被设置在管40的内侧。
[0049]当风扇43被驱动时，空气流过管道40。当风扇43被操作时，空调空气通过管入口 41流动到管40的内部中。流动到管40中的空气可以是外部空气或者在车辆的客厢中的空气。在图1和图3中的箭头45示意流过热交换器18从而与蒸汽压缩致冷循环10的制冷剂交换热量的空调空气的流动。在冷却操作期间的热交换器18中，在制冷剂从空调空气接收热传递从而被加热时，空调空气被冷却。在加热操作期间的热交换器18中，在制冷剂向空调空气传递热量从而被冷却时，空调空气被加热。箭头46示意在于热交换器18中经历温度调节之后通过管出口 42流出管40的空调空气的流动。
[0050]在冷却操作期间，制冷剂在蒸汽压缩致冷循环10内流动从而如在图1中所示顺序地通过点A、点B、点C、点D、点E、点F和点G。因此，制冷剂在压缩机12、热交换器14和
15、膨胀阀16和热交换器18之间循环。通过使用制冷剂通路21到29，制冷剂通过顺序地连接压缩机12、热交换器14、膨胀阀16和热交换器18形成的制冷剂循环通路在蒸汽压缩致冷循环10内循环。
[0051]图2是示出在蒸汽压缩致冷循环10的冷却操作期间制冷剂的状态的莫里尔图。图2中的横坐标示出制冷剂的比焓(单位:kj/kg)，而纵坐标示出制冷剂的绝对压力(单位:MPa)。在图表中的曲线表示制冷剂的饱和蒸汽线和饱和液体线。图2示出在蒸汽压缩致冷循环10的每一个点(即点A、B、C、D、E、F和G)处制冷剂的热力学状态，在蒸汽压缩致冷循环10中，制冷剂经由热交换器14从压缩机12流动到制冷剂通路24a中，冷却HV装置31，经由热交换器15从制冷剂通路24b流动到制冷剂通路25中，冷却充电器71，并且然后经由膨胀阀16和热交换器18返回压缩机12。
[0052]如在图2中所示，在过热蒸汽状态中被抽吸到压缩机12中的制冷剂(点A)沿着几何熵线在压缩机12中绝热地压缩。在制冷剂被压缩时，其压力和温度升高从而制冷剂转变成高温、高压、高度过热蒸汽(点B)。制冷剂然后流动到热交换器14。
[0053]进入热交换器14的高压制冷剂蒸汽通过在热交换器14中与外部空气交换热量而被冷却。结果，制冷剂排放显热从而在保持恒压时从过热蒸汽改变成干燥饱和蒸汽。冷凝潜热被排放使得制冷剂逐渐地液化，由此转变成处于气液混合状态的湿蒸汽，并且当制冷剂被完全地冷凝时，形成饱和液体(点C)。通过向外部介质恒压地排放在压缩机12中压缩的过热制冷剂气体的热量，热交换器14形成制冷剂液体。从压缩机12排出的气相制冷剂通过向热交换器14的周边排放其热量使得制冷剂被冷却而被冷凝(液化)。由于在热交换器14中进行热交换，制冷剂的温度降低从而制冷剂液化。
[0054]流出热交换器14的饱和液体状态制冷剂通过制冷剂通路24a在热交换器14和冷却单元30之间流动，从而流动到冷却单元30中。制冷剂通路24a是制冷剂从热交换器14流动到冷却单元30的通路。在冷却单元30中，热量被排放到在通过热交换器14时被冷凝的液体制冷剂，由此HV装置31被冷却。通过与HV装置31执行热交换，制冷剂被加热，并且结果，制冷剂的干燥度增加。当制冷剂从HV装置31接收潜热从而其一部分蒸发时，制冷剂转变成混合饱和液体和饱和蒸汽的湿蒸汽(点D)。
[0055]制冷剂然后通过制冷剂通路24b在冷却单元30和热交换器15之间流动，从而流动到热交换器15中。制冷剂通路24b是制冷剂在冷却单元30和热交换器15之间流动的通路。制冷剂的湿蒸汽在热交换器15中与外部空气交换热量从而被再次冷凝，并且当制冷剂被完全冷凝时，该制冷剂形成饱和液体。此外，制冷剂排放显热从而形成过冷液体(点E)。
[0056]被热交换器15过冷却的高压制冷剂通过制冷剂通路25流动到冷却单元70并且冷却充电器71。由于与充电器71进行热交换，制冷剂的过冷却程度降低。换言之，处于过冷却液体状态的制冷剂的温度升高从而接近液体制冷剂饱和温度(点F)。接着，制冷剂通过制冷剂通路26流动到膨胀阀16中。在膨胀阀16中，处于过冷却液体状态的制冷剂被节流-膨胀，使得在其比焓保持不变时制冷剂的温度和压力降低。结果，制冷剂转变成处于气液混合状态的低温、低压湿蒸汽(点G)。
[0057]从膨胀阀16排出的湿蒸汽状态制冷剂通过制冷剂通路25流动到热交换器18中。湿蒸汽状态制冷剂流动到热交换器18的管子中。在流过热交换器18的管子时，制冷剂作为蒸发潜热经由鳍片从车辆的客厢中的空气吸收热量，并且结果，制冷剂在保持恒压时蒸发。当制冷剂完全转变成干燥饱和蒸汽时，制冷剂蒸汽的温度利用显热进一步升高，并且结果，形成过热蒸汽(点A)。在热交换器18中，制冷剂吸收周边热量从而被加热。蒸发的制冷剂然后经由制冷剂通路28、四通阀13和制冷剂通路29而被抽吸到压缩机12中。压缩机12压缩从热交换器18流动的制冷剂。根据这个循环，制冷剂反复地并且连续地经历几个状态变化，即压缩、冷凝、节流膨胀和蒸发。
[0058]注意，在蒸汽压缩致冷循环的以上说明中描述了理论致冷循环。然而，显然在实际蒸汽压缩致冷循环10中，在压缩机12中的损失和在制冷剂中的压力损失和热损失应该被加以考虑。[0059]在冷却操作期间，在流过热交换器18的内部的薄雾形式的制冷剂蒸发时，热交换器18从被引入从而接触热交换器18的周边空气吸收热量。通过吸收当制冷剂的湿蒸汽从流动到车辆的客厢中的空调空气蒸发成制冷剂气体时产生的蒸发热量，热交换器18使用压力被膨胀阀16减小的制冷剂来冷却车辆的客厢。当其热量被热交换器18吸收时温度降低的空调空气流动到车辆的客厢中，并且结果，车辆的客厢被冷却。
[0060]在蒸汽压缩致冷循环10被操作时，制冷剂通过从热交换器18中的空调空气吸收蒸发热量来冷却客厢。另外，从热交换器14排出的高压液体制冷剂流动到冷却单元30中并且通过与HV装置31交换热量来冷却HV装置31。此外，从热交换器15排出的高压液体制冷剂流动到冷却单元70中并且通过与充电器71交换热量来冷却充电器71。因此，冷却设备I使用用于对车辆的客厢进行空气调节的蒸汽压缩致冷循环10冷却用作安装在车辆中的发热源的HV装置31和充电器71。注意HV装置31将被冷却到的温度优选地至少低于用作HV装置31的温度范围的目标温度范围的上限值。
[0061]图3是示出在四通阀13已经被切换的状态下冷却设备I的概略图表。比较图1和3，四通阀13已经被旋转90°，由此切换从四通阀13排出从压缩机12的出口流动到四通阀13中的制冷剂的路径。在图1所示冷却操作期间，被压缩机12压缩的制冷剂从压缩机12朝向热交换器14流动。在另一方面，在图3所示加热操作期间，被压缩机12压缩的制冷剂从压缩机12朝向热交换器18流动。
[0062]在加热操作期间，制冷剂在蒸汽压缩致冷循环10内流动从而如在图3中所示顺序地通过点A、点B、点G、点F、点E、点D和点C。因此，制冷剂在压缩机12、热交换器18、膨胀阀16和热交换器14、15之间循环。通过使用制冷剂通路21到29，制冷剂通过顺序地连接压缩机12、热交换器18、膨胀阀16和热交换器14、15而形成的制冷剂循环通路在蒸汽压缩致冷循环10内循环。
[0063]图4是示出在蒸汽压缩致冷循环10的加热操作期间制冷剂的状态的莫里尔图。图4中的横坐标示出制冷剂的比焓(单位:kj/kg)，而纵坐标示出制冷剂的绝对压力(单位:MPa)。在图表中的曲线表示制冷剂的饱和蒸汽线和饱和液体线。图4示出在蒸汽压缩致冷循环10的每一个点(即点A、B、G、F、E、D和C)处制冷剂的热力学状态，在蒸汽压缩致冷循环10中，制冷剂经由热交换器18和膨胀阀16从压缩机12流动到制冷剂通路26中，冷却充电器71，经由热交换器15从制冷剂通路25流动到制冷剂通路24中，冷却HV装置31，并且然后经由热交换器14从制冷剂通路23返回压缩机12。
[0064]如在图4中所示，在过热蒸汽状态中被抽吸到压缩机12中的制冷剂(点A)沿着几何熵线在压缩机12中绝热地压缩。在制冷剂被压缩时，其压力和温度升高使得制冷剂转变成高温、高压、高度过热蒸汽(点B)。制冷剂然后流动到热交换器18。
[0065]流动到热交换器18中的高压制冷剂蒸汽在热交换器18中被冷却从而在保持恒压时从过热蒸汽改变为干燥饱和蒸汽。冷凝潜热被排出使得制冷剂逐渐地液化，由此转变成处于气液混合状态的湿蒸汽，并且当制冷剂被完全冷凝时，形成饱和液体。此外，显热被排出使得形成过冷却液体(点G)。通过向外部介质恒压地排放在压缩机12中压缩的过热制冷剂气体的热量，热交换器18形成制冷剂液体。从压缩机12排出的气相制冷剂通过向热交换器18的周边排放其热量使得制冷剂被冷却而被冷凝(液化)。由于在热交换器18中进行的热交换，制冷剂的温度降低从而制冷剂液化。因此，制冷剂通过向热交换器18的周边辐射其热量而被冷却。
[0066]被热交换器18液化的高压液相制冷剂通过制冷剂通路27流动到膨胀阀16中。在膨胀阀16中，过冷却液体状态制冷剂被节流膨胀，使得在制冷剂的比焓保持不变时其温度和压力降低，并且结果，形成处于气液混合状态的低温、低压湿蒸汽(点F)。温度被膨胀阀16降低的制冷剂通过制冷剂通路26流动到冷却单元70的冷却通路74中并且冷却充电器71。由于与充电器71进行热交换，制冷剂被加热使得制冷剂的干燥度增加。当制冷剂从充电器71接收潜热时，制冷剂的一部分蒸发，从而导致湿蒸汽状态制冷剂中的饱和蒸汽的比例增加(点E)。
[0067]从冷却单元70排出的湿蒸汽状态制冷剂通过制冷剂通路25流动到热交换器15中。湿蒸汽状态制冷剂流动到热交换器15的管子中。在流过管子时，制冷剂作为蒸发潜热经由鳍片从外部空气吸收热量，并且结果，制冷剂在保持恒压时蒸发。由于在热交换器15中与外部空气进行热交换，制冷剂被加热使得制冷剂的干燥度增加。当制冷剂在热交换器15中接收潜热时，制冷剂的一部分蒸发，从而导致在湿蒸汽状态制冷剂中的饱和蒸汽的比例增加(点D)。
[0068]从热交换器15排出的湿蒸汽状态制冷剂通过制冷剂通路24b流动到冷却单元30的冷却通路32中并且冷却HV装置31。在冷却单元30中，当热量被排放到混合饱和液体和饱和蒸汽的湿蒸汽状态制冷剂时，HV装置31被冷却。由于与HV装置31进行热交换，制冷剂被加热使得制冷剂的干燥度增加。当制冷剂从HV装置31接收潜热时，制冷剂的一部分蒸发，从而导致在湿蒸汽状态制冷剂中的饱和蒸汽的比例增加(点C)。
[0069]从冷却单元30排出的湿蒸汽状态制冷剂通过制冷剂通路23流动到热交换器14中。湿蒸汽状态制冷剂流动到热交换器14的管子中。在流过管子时，制冷剂作为蒸发潜热经由鳍片从外部空气吸收热量，并且结果，制冷剂在保持恒压时蒸发。当制冷剂完全转变成干燥饱和蒸汽时，制冷剂蒸汽的温度被显热进一步升高，并且结果，制冷剂蒸汽转变成过热蒸汽(点A)。蒸发的制冷剂经由制冷剂通路22、四通阀13和制冷剂通路29而被抽吸到压缩机12中。压缩机12压缩从热交换器14流动的制冷剂。根据这个循环，制冷剂反复地并且连续地经历几个状态变化，即压缩、冷凝、节流膨胀和蒸发。
[0070]在加热操作期间，在流过热交换器18的内部的制冷剂蒸汽被冷凝时，热交换器18向被引入从而接触热交换器18的周边空气添加热量。通过向流动到车辆的客厢中的空调空气排放当制冷剂气体冷凝成制冷剂湿蒸汽时产生的冷凝热量，热交换器18使用被压缩机12绝热地压缩的高温、高压制冷剂加热车辆的客厢。在从热交换器18接收热量之后温度增加的空调空气流动到车辆的客厢中，并且结果，车辆的客厢被加热。
[0071]在蒸汽压缩致冷循环10被操作时，通过在热交换器18中向客厢中的空气排放冷凝热量，制冷剂加热车辆的客厢。另外，通过膨胀阀16的低温、低压液体制冷剂流动到冷却单元70中并且通过与充电器71交换热量来冷却充电器71。进而，从热交换器15排出的制冷剂流动到冷却单元30中并且通过与HV装置31交换热量来冷却HV装置31。因此，冷却设备I使用用于对车辆的客厢进行空气调节的蒸汽压缩致冷循环10冷却用作安装在车辆中的发热源的HV装置31和充电器71。
[0072]如上所述，根据该实施例的冷却设备I包括四通阀13，该四通阀13在冷却操作和加热操作期间切换制冷剂流过蒸汽压缩致冷循环10的方向。在冷却操作期间，通过使得被膨胀阀16节流膨胀的低温、低压制冷剂从热交换器18中的空调空气吸收热量来冷却客厢。在加热操作期间，通过使得被压缩机12绝热地压缩的高温、高压制冷剂向热交换器18中的空调空气排放热量来加热客厢。冷却设备I因此能够在冷却操作和加热操作这两者期间适当地使用单个热交换器18调节流动到车辆的客厢中的空调空气的温度。相应地，无需设置两个热交换器来与空调空气交换热量，并且结果，冷却设备I的成本和尺寸这两者的降低均能够得以实现。
[0073]此外，制冷剂流动到冷却单元70中，以便通过与充电器71交换热量来冷却充电器71，并且流动到冷却单元30中以便通过与HV装置31交换热量来冷却HV装置31。冷却设备I因此使用对车辆的客厢进行空气调节的蒸汽压缩致冷循环10冷却用作安装在车辆中的发热源的HV装置31和充电器71。因此，通过与热交换器18中的空调空气进行热交换而使用被设置用于冷却和加热车辆的客厢的蒸汽压缩致冷循环10来冷却HV装置31和充电器71。
[0074]无需为了冷却HV装置31和充电器71而设置专用装置诸如水循环泵或者冷却风扇。因此，冷却设备I为了冷却HV装置31和充电器71所需要的构造的数目能够减小，从而能够简化冷却设备I的构造，并且结果，冷却设备I的制造成本能够降低。进而，无需为了冷却HV装置31和充电器71而操作泵、冷却风扇等的电源，并且因此无需消耗电力以操作这种电源。结果，为了冷却HV装置31和充电器71而消耗的电力的量的降低能够得以实现。
[0075]HV装置31通过被直接连接到冷却通路32的外周边表面而被冷却，该冷却通路32形成在热交换器14和热交换器15之间流动的制冷剂的路径的一部分。充电器71通过被直接连接到冷却通路74的外周边表面而被冷却，该冷却通路74形成在热交换器15和膨胀阀16之间流动的制冷剂的路径的一部分。因为HV装置31和充电器71被设置在冷却通路32的外部上，所以HV装置31和充电器71并不与流过冷却通路32的内部的制冷剂流动干涉。相应地，在蒸汽压缩致冷循环10中的压力损失并不增加，并且因此HV装置31和充电器71能够被冷却而不增加压缩机12的功率。
[0076]当在冷却操作期间使用已经通过膨胀阀16的低温、低压制冷剂冷却HV装置31和充电器71时，热交换器18冷却空调空气的能力劣化，从而导致客厢冷却能力降低。在另一方面，利用根据该实施例的冷却设备1，尚未通过膨胀阀16的高压制冷剂被用于冷却HV装置31和充电器71。制冷剂在冷却HV装置31之后在热交换器15中被冷却至充分过冷却状态，并且即使在冷却充电器71之后也被维持在过冷却状态中。因此，HV装置31和充电器71能够被冷却而不影响冷却客厢中的空气的能力。
[0077]在蒸汽压缩致冷循环10中，从压缩机12排出的高压制冷剂被热交换器14和热交换器15这两者冷凝。当制冷剂在热交换器15中被充分冷却时，制冷剂在膨胀阀16的出口处具有起初需要的用于冷却车辆的客厢的温度和压力。相应地，能够使得在于热交换器18中蒸发时由制冷剂从外部接收的热量的量足够大。
[0078]制冷剂在热交换器15中被冷却直至该制冷剂转变成过冷却液体，由此过冷却液体制冷剂利用来自充电器71的显热被加热到稍微地低于饱和温度的温度。制冷剂然后通过膨胀阀16，由此转变成低温、低压湿蒸汽。在膨胀阀16的出口处，制冷剂具有起初需要的用于冷却车辆的客厢的温度和压力。热交换器14的辐射容量得以确定使得制冷剂能够被充分地冷却。
[0079]热交换器15的规格(更加具体地，热交换器15的尺寸或者热交换性能)被如此确定，使得在通过热交换器15之后液相制冷剂的温度低于冷却客厢所需要的温度。热交换器15的规格被如此确定，使得热交换器14具有如下辐射容量，该辐射容量以推测的由制冷剂从充电器71接收的热量的数大于在充电器71不被冷却的情形中使用的蒸汽压缩致冷循环的热交换器的辐射容量。
[0080]通过以该方式确定热交换器15的辐射容量使得制冷剂能够被充分地冷却，充电器71能够被冷却而不影响冷却客厢中的空气的能力。结果，能够可靠地确保冷却充电器71的能力和冷却客厢的能力这两者。
[0081]在根据该实施例的蒸汽压缩致冷循环10中，热交换器14、15在压缩机12和膨胀阀16之间被布置在两个层级中，并且用作HV装置31的冷却系统的冷却单元30被设置在热交换器14和热交换器15之间。如在图2中所示，在冷却操作期间，制冷剂仅需要在热交换器14中被冷却到饱和液体状态。在从HV装置31接收蒸发潜热之后部分地蒸发的湿蒸汽状态制冷剂然后在热交换器15中被再次冷却。制冷剂的状态在恒定温度下改变直至湿蒸汽状态制冷剂已经完全地冷凝成饱和液体。进而，热交换器15将制冷剂冷却到冷却充电器71和车辆的客厢这两者所需要的过冷却程度。
[0082]在蒸汽压缩致冷循环10仅在压缩机12和膨胀阀16之间设有作为热交换器的热交换器14的构造的情形中，然后在冷却操作期间，应该由热交换器14执行与客厢的冷却以及HV装置31和充电器71的冷却对应的热交换量。相应地，制冷剂应该在热交换器14中被从饱和液体状态进一步冷却直至制冷剂呈现预定的过冷却程度。当处于过冷却液体状态的制冷剂被冷却时，制冷剂的温度接近大气温度，从而导致制冷剂的冷却效率降低，并且因此应该增加热交换器14的容量。结果，热交换器14的尺寸增加，对于车辆安装冷却设备I而言，这是不利的。在另一方面，当减小热交换器14的尺寸以便车辆安装时，热交换器14的辐射容量降低。结果，在膨胀阀16的出口处充分地降低制冷剂的温度可以是不可能的，从而导致冷却客厢的能力不足。
[0083]通过在压缩机12和膨胀阀16之间在两个层级中布置热交换器14、15，无需增加制冷剂的过冷却程度，并且能够相应地减小热交换器14、15的容量。因此，能够减小热交换器14、15的尺寸，并且结果，在这里获得的冷却设备I是足够小的从而适合于在车辆中安装。
[0084]当从热交换器14流动到冷却单元30中的制冷剂冷却HV装置31时，制冷剂被来自HV装置31的热量加热。当被加热的制冷剂在冷却单元30中蒸发时，在制冷剂和HV装置31之间的热交换量降低，使得HV装置31不再能够被有效地冷却并且在通过管道流动时在制冷剂中发生的压力损失增加。因此，制冷剂优选地在热交换器14中被充分地冷却以确保在冷却HV装置31之后制冷剂并不蒸发。
[0085]更加具体地，使得在热交换器14的出口处的制冷剂的状态接近饱和液体，使得通常，在热交换器14的出口处，制冷剂的状态存在于饱和液体线上。当热交换器14以该方式设有充分地冷却制冷剂的能力时，用于从制冷剂排出热量的热交换器14的辐射容量超过热交换器15的辐射容量地提高。通过在具有相对大的辐射容量的热交换器14中充分地冷却制冷剂，在从HV装直31接收热量之后，制冷剂能够被保持在湿蒸汽状态中，由此避免在制冷剂和HV装置31之间的热交换量的减小，并且结果，HV装置31能够被有效且充分地冷却。在冷却HV装置31之后，湿蒸汽状态制冷剂在热交换器15中再次被有效地冷却到过冷却液体状态。因此，利用在这里提供的冷却设备1，能够确保冷却客厢的能力和冷却HV装置31的能力这两者。
[0086]在加热操作期间，制冷剂在冷却单元70中被从充电器71吸收的热量加热，在热交换器15中被从外部空气吸收的热量进一步加热，进而进一步在冷却单元30中被从HV装置31吸收的热量加热，并且再进一步在热交换器14中被从外部空气吸收的热量加热。通过在冷却单元70、热交换器15、冷却单元30和热交换器14的全部中加热制冷剂，制冷剂能够在热交换器14的出口处被加热到充分过热蒸汽状态，并且因此在关于车辆的客厢维持优良的加热性能时，HV装置31和充电器71能够被适当地冷却。因为制冷剂被冷却单元30、70加热并且来自HV装置31和充电器71的废热被有效地用于加热客厢，所以性能系数能够提高，并且能够减小用于在加热操作期间在压缩机12中绝热地压缩制冷剂所消耗的电力的量。
[0087]如在图4中所示，在加热操作期间，被膨胀阀16节流膨胀的低温制冷剂流过热交换器14、15。因此，当外部空气温度是低的时，可能在热交换器14、15上结霜。能够通过执行冷却操作使得高温制冷剂流动到热交换器14、15来移除在热交换器14、15上形成的霜。然而，在该情形中，即使没有获得加热效果，压缩机12也应该被致动，并且结果，发生功耗的增加。
[0088]因此，根据该实施例的冷却设备I包括:用作第一通路的制冷剂通路22，制冷剂通过该第一通路在压缩机12和热交换器14之间流动；用作第二通路的制冷剂通路26，制冷剂通过该第二通路在冷却单元70和膨胀阀16之间流动；和连接通路52，该连接通路52连接制冷剂通路22、26。经由连接通路52，制冷剂能够从制冷剂通路22直接流入制冷剂通路26和从制冷剂通路26直接流入制冷剂通路22。
[0089]用作用于切换制冷剂流的切换阀的三通阀53被设置于在连接通路52和制冷剂通路22之间的分叉点处。通过设置三通阀53，制冷剂通路22被划分成在三通阀53的热交换器14侧上的制冷剂通路22a和在三通阀53的四通阀13侧上的制冷剂通路22b。三通阀53切换制冷剂通路22和连接通路52之间的连通状态。三通阀53的打开/关闭状态被设定成使得制冷剂通路22a和制冷剂通路22b相互连通或者制冷剂通路22a和连接通路52相互连通。
[0090]图5是示出当蒸汽压缩致冷循环10停止时冷却充电器71的制冷剂流的概略图表。当在图3所示加热操作期间必须在热交换器14、15上执行除霜操作时，通过操作三通阀53切换三通阀53的打开/关闭状态使得制冷剂从连接通路52流动到制冷剂通路22a中。此外，膨胀阀16被完全关闭。此时无需使制冷剂通过整个蒸汽压缩致冷循环10循环，并且因此压缩机12停止。通过操作三通阀53使得制冷剂从连接通路52流动到制冷剂通路22a中并且使得制冷剂通过连接通路52，如在图5中所示，封闭环形路径形成，在该封闭环形路径上，制冷剂按照如下次序通过制冷剂通路26、连接通路52和制冷剂通路22a从冷却单元70流动到热交换器14，通过制冷剂通路23流动到热交换器15中，并且然后通过制冷剂通路25返回冷却单元70。
[0091]在不操作压缩机12时，制冷剂能够在如上所述地形成的封闭环形制冷剂路径上在热交换器14、15和冷却单元70之间循环。当制冷剂在冷却单元70中冷却充电器71时，制冷剂从充电器71接收蒸发潜热从而蒸发。在冷却单元70中蒸发的制冷剂蒸汽按照如下次序相继地通过制冷剂通路26、连接通路52和制冷剂通路22a流动到热交换器14、15。在热交换器14、15中，制冷剂蒸汽被来自车辆的行进中的风或者来自散热器风扇的气流冷却和冷凝。在热交换器14、15中被液化的制冷剂液体然后通过制冷剂通路25返回冷却单元70。
[0092]因此，由通过冷却单元70和热交换器14，15的环形路径形成冷却单元70用作加热部分并且热交换器14、15用作冷却部分的热管道。因此，当蒸汽压缩致冷循环10停止时，或者换言之当车辆冷却/加热停止时，在不致动压缩机12时，充电器71能够被可靠地冷却。因为压缩机12不必总是能够被操作以便冷却充电器71，所以压缩机12的功耗能够减小，从而导致车辆的燃料效率提高。而且，压缩机12的寿命能够延长，从而导致压缩机12的可靠性提高。
[0093]图5不出地表面60。在垂直于地表面60的竖直方向上,冷却单兀70被设置在热交换器14、15下面。在用于使制冷剂在热交换器14、15和冷却单元70之间循环的环形路径上，冷却单元70被设置在下侧上并且热交换器14、15被设置在上侧上。因此，热交换器
14、15被设置在比冷却单元70更高的位置中。
[0094]在该情形中，通过沿着环形路径向上行进，被冷却单元70加热并蒸发的制冷剂蒸汽到达热交换器14、15。制冷剂蒸汽在热交换器14、15中被冷却并且由此冷凝成液体制冷齐U，由此使得液体制冷剂通过重力作用沿着环形路径向下行进从而返回冷却单元70。换言之，由冷却单元70、热交换器14和15以及连接这些构件的制冷剂路径形成热虹吸式热管道。通过形成热管道，能够提高从冷却单元70到热交换器14、15的热传递效率，并且因此即使当蒸汽压缩致冷循环10停止时也能够在功率不增加时更有效地冷却充电器71。
[0095]此外，通过使用充电器71的废热使得制冷剂蒸汽流动到热交换器14、15，热交换器14、15能够被加热，并且结果，能够从热交换器14、15除霜。因为能够在不执行常规的除霜操作(即蒸汽压缩致冷循环10的冷却操作)时从热交换器14、15除霜，所以能够避免在除霜操作期间空调空气被冷却，从而导致客厢的温度降低的情况。
[0096]能够经由简单地通过将连接通路52和三通阀53添加到蒸汽压缩致冷循环10获得的简单构造在热交换器14、15上执行除霜操作。通过根据热管道的原理被反复地蒸发和冷凝，制冷剂在冷却单元70和热交换器14、15之间循环，并且因此不需要任何电力使得制冷剂流动。因此，无需操作压缩机以使得制冷剂流动，并且结果，能够有效地从热交换器14、15移除结霜而不致使与压缩机的操作有关的功耗增加。
[0097]图5示出通过改变设置于在制冷剂通路22和连接通路52之间的分叉点处的三通阀53的打开/关闭状态将制冷剂引入连接通路52中的实例。然而，用于将制冷剂引入连接通路52中并且形成封闭环形制冷剂路径的构造不限于该实例。例如，三通阀可以被设置于在制冷剂通路26和连接通路52之间的分叉点处。然而，注意，在该情形中，需要单独的阀门阻挡制冷剂从制冷剂通路22向压缩机12的流动。利用图5所示构造，能够通过以关闭状态设定蒸汽压缩致冷循环10的膨胀阀16来阻断制冷剂从制冷剂通路26向热交换器18的流动。换言之，优选的是能够可靠地形成封闭环形制冷剂路径而无需将另外的阀门添加到制冷剂通路26。
[0098]可以通过替代三通阀53地在连接通路52和制冷剂通路22b之间设置两个打开/关闭阀门并且将该两个打开/关闭阀门之一设定在打开状态中而将另一个设定在关闭状态中来切换在制冷剂通路22和连接通路52之间的连通状态。可以利用能够打开和关闭制冷剂路径的任何简单结构形成在该情形中使用的打开/关闭阀门，并且因此可以使用低成本的阀门从而能够以较低的成本提供冷却设备I。在另一方面，设置三通阀53所需要的空间可以小于设置两个打开/关闭阀门需要的空间，并且因此，使用三通阀53，在这里提供的冷却设备I能够减小尺寸，从而使得能够更加易于在车辆中安装。
[0099]此外，在制冷剂通路24 (24a)中作为制冷剂截流阀设置打开/关闭阀门34，制冷剂通过该制冷剂通路24 (24a)流动到冷却单元30。在图1和图3所示冷却和加热操作期间，应该使得制冷剂流动到冷却单元30，以便冷却HV装置31，并且因此打开/关闭阀门34被设定在打开状态中。在另一方面，当在车辆静止并且无人处于车辆中时使用充电器71对蓄电池72进行充电时，不需要冷却和加热操作。在该情形中，HV装置31不必被冷却，并且因此，如在图5中所示，能够通过以关闭状态设定打开/关闭阀门34来阻断制冷剂向制冷剂通路24的流动。
[0100]结果，能够防止制冷剂流动到制冷剂通路24，制冷剂通过该制冷剂通路24流动到冷却单元30。因为全部量的制冷剂通过制冷剂通路23从热交换器14流动到热交换器15，所以在通过制冷剂通路24和冷却通路32的制冷剂流中的压力损失能够被可靠地减小，从而能够进一步提高在蒸汽压缩致冷循环10停止时冷却充电器71的效率。
[0101]以上描述了本发明的实施例，但是相应的实施例的构造可以被适当地组合。此外，在这里所公开的实施例是关于所有要点的实例，并且因此不被视为限制。本发明的范围由权利要求的范围而非以上说明限定，并且旨在包括与权利要求的范围等价的定义和在该范围内的所有的变型。
[0102]根据本发明的冷却设备可以被特别有利地应用于使用蒸汽压缩致冷循环冷却充电器，该蒸汽压缩致冷循环用于冷却包括充电器的车辆，诸如混合动力车辆或者电动汽车的客厢，该充电器在接收来自外部电源的电力供应时对可充电/可放电蓄电池充电。
【权利要求】
1.一种冷却设备，所述冷却设备冷却充电器，所述充电器用于在接收来自电源的电力供应时对蓄电池充电，所述冷却设备包括: 压缩机，所述压缩机压缩所述冷却设备中的制冷剂，以便使所述制冷剂循环； 第一热交换器，所述第一热交换器进行所述制冷剂和外部空气之间的热交换； 第二热交换器，所述第二热交换器进行所述制冷剂和所述外部空气之间的热交换； 减压器，所述减压器降低所述制冷剂的压力； 第三热交换器，所述第三热交换器进行所述制冷剂和空调空气之间的热交换； 第一冷却单元，所述第一冷却单元设置在所述制冷剂在所述第二热交换器和所述减压器之间流动的路径上，以便使用所述制冷剂冷却所述充电器； 第一通路，所述制冷剂通过所述第一通路在所述压缩机和所述第一热交换器之间流动； 第二通路，所述制冷剂通过所述第二通路在所述第一冷却单元和所述减压器之间流动；和 连接通路，所述连接通路将所述第一通路和所述第二通路连接。
2.根据权利要求1所述的冷却设备，进一步包括: 切换阀，所述切换阀切换所述第一通路和所述连接通路之间的连通状态。
3.根据权利要求1或2所述的冷却设备，进一步包括: 第二冷却单元，所述第二冷却单元设置在所述制冷剂在所述第一热交换器和所述第二热交换器之间流动的路径上，以便使用所述制冷剂冷却发热源。
4.根据权利要求3所述的冷却设备，进一步包括: 第三通路，所述第三通路连接在所述第一热交换器和所述第二热交换器之间；和第四通路，所述第四通路在所述第一热交换器和所述第二热交换器之间与所述第三通路并联连接， 其中，所述第二冷却单元设置在所述第四通路中。
5.根据权利要求4所述的冷却设备，进一步包括: 制冷剂截流阀，所述制冷剂截流阀切断所述制冷剂通过所述第四通路的流动。
6.根据权利要求4所述的冷却设备，进一步包括: 流量控制阀，所述流量控制阀调节流过所述第三通路的所述制冷剂的流量。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的冷却设备，进一步包括: 四通阀，所述四通阀在从所述压缩机到所述第一热交换器的制冷剂流动和从所述压缩机到所述第三热交换器的制冷剂流动之间切换。
8.根据权利要求7所述的冷却设备，包括切换阀，所述切换阀切换所述第一通路和所述连接通路之间的连通状态，其中，所述切换阀是三通阀，所述三通阀设置在所述第一通路上的中途处，以便切换如下三个通路的相应的连通状态，即:在所述第一通路中的在所述切换阀和所述四通阀之间的通路；在所述第一通路中的在所述切换阀和所述第一热交换器之间的通路；以及所述连接通路。
【文档编号】B60H1/00GK103476612SQ201280018785
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年4月17日 优先权日:2011年4月18日
【发明者】川上芳昭, 城岛悠树, 高桥荣三, 佐藤幸介, 内田和秀, 大野雄一 申请人:丰田自动车株式会社